Lea la guía:
Qué es la interferencia de modo diferencial y cómo eliminarla?
La interferencia de modo común es la interferencia de voltaje o corriente que ocurre con dos o más salidas de señal bajo la acción del ruido de modo común general. Por lo general, es causado por factores como la interferencia de tierra, la interferencia de la fuente de alimentación, etc., que pueden causar problemas como un funcionamiento inestable del sistema y errores de datos.
Hay varias formas de eliminar la interferencia del modo diferencial:
1. Aumentar el aislamiento de puesta a tierra a través de señales de modo diferencial: en el diseño, se utilizan componentes como amplificadores de aislamiento o transformadores de aislamiento para separar el modo diferencial de la señal para evitar el impacto de las señales de modo diferencial en la puesta a tierra.
2. Reduzca el ruido de modo común: reduzca el nivel de ruido de modo común y la interferencia de modo diferencial mediante el diseño de filtros apropiados y el uso de fuentes de alimentación de bajo ruido.
3. Optimice el circuito de conexión a tierra: en el diseño de PCB, planifique el diseño de conexión a tierra de manera razonable, reduzca la ruta de conexión a tierra, reduzca la resistencia de conexión a tierra y evite efectos adversos como la formación de bucles.
4. Agregue medidas de protección: tome medidas como blindaje y blindaje de cables para proteger el campo electromagnético externo y reducir la interferencia del módulo diferencial.
5. Mejorar el rendimiento del resorte de señal: mediante el uso de técnicas de control de señal adecuadas, como la transmisión diferencial y la recepción diferencial, se puede mejorar el rendimiento y el rendimiento antiinterferente del resorte de señal.
En resumen, para eliminar la interferencia de los módulos diferenciales, se deben considerar exhaustivamente factores como la fuente de la señal, el receptor, el medio de transmisión y la puesta a tierra. Y las correspondientes medidas de optimización y mejora. Las señales diferenciales se utilizan cada vez más en el diseño de PCB de alta velocidad, y las señales más importantes de un circuito suelen tener una estructura diferencial.
Por qué? En comparación con las trazas de señal ordinarias de un solo extremo, las señales diferenciales tienen las ventajas de una fuerte capacidad antiinterferente, supresión efectiva de EMI y posicionamiento de tiempo preciso.
Requisitos de cableado de la aplicación
En la placa de circuito, las trazas diferenciales deben ser dos líneas de igual longitud, igual ancho, proximidad y en el mismo nivel.
▶ Isométrico:
Longitud igual significa que la longitud de las dos líneas debe ser lo más larga posible, para garantizar que las dos señales diferenciales mantengan polaridades opuestas en todo momento. reducir los componentes de modo común.
▶ Monoespaciado, equidistante:
Ancho igual significa que los anchos de trazo de las dos señales deben ser consistentes, y equidistante significa que la distancia entre las dos líneas debe permanecer sin cambios y paralela.
▶ Cambio mínimo en la impedancia:
Al diseñar una PCB con señales diferenciales, una de las cosas más importantes es determinar la impedancia objetivo para la aplicación y planificar los pares diferenciales en consecuencia. Además, los cambios de impedancia se mantienen lo más bajos posible. La impedancia de línea diferencial depende de factores como el ancho de línea, el acoplamiento de línea, el grosor del cobre, el material de PCB y el apilamiento. Considere lo anterior cuando intente evitar cualquier cosa que cambie la impedancia diferencial.
Malentendido 1: Se cree que las señales diferenciales no requieren un plano de tierra como ruta de retorno, o que las trazas diferenciales se proporcionan entre sí una ruta de retorno.
La razón de este malentendido es la confusión de los fenómenos superficiales o la comprensión insuficiente del mecanismo de transmisión de señales de alta velocidad. Los circuitos diferenciales son insensibles a señales de ruido similares y otras que pueden estar presentes en la fuente de alimentación y tierra.
En el diseño de circuitos de PCB, el acoplamiento entre líneas diferenciales suele ser bajo, generalmente del 10 % al 20 % del grado de acoplamiento, y más se acopla a tierra, por lo que la ruta de retorno principal de las trazas diferenciales siempre existe en el plano de tierra.
Cuando se rompe un plano local sin un plano de referencia, el acoplamiento entre las trazas diferenciales proporcionará el bucle principal, aunque el impacto de la ruptura del plano de referencia en las trazas diferenciales no es grave para las trazas de un solo extremo, reduce la calidad de la señal diferencial. , y potencialmente aumenta la EMI, así que trate de evitarlo.
Malentendido 2: Pensar que mantener el mismo espacio es más importante que hacer coincidir las longitudes de las líneas.
En el diseño de PCB real, los requisitos del diseño diferencial a menudo no se pueden cumplir al mismo tiempo. Debido a factores como la distribución de pines, los orificios de paso y el espacio de línea, el objetivo de la coincidencia de longitud de línea debe lograrse mediante el devanado adecuado, pero el resultado es : la línea diferencial Una parte no puede ser paralela.
La regla más importante en el diseño del enrutamiento diferencial de PCB es hacer coincidir la longitud de la línea, y otras reglas se pueden manejar de manera flexible de acuerdo con los requisitos de diseño y las aplicaciones prácticas.
Diagrama de circuito de aplicación práctica de señal diferencial.
Malentendido 3: Se cree que las trazas diferenciales deben estar muy juntas.
La proximidad de las líneas diferenciales no es más que fortalecer su acoplamiento, mejorar la inmunidad al ruido y aprovechar al máximo la polaridad opuesta del campo magnético para compensar la interferencia del campo electromagnético externo.
Si bien este método es muy útil en la mayoría de los casos, no es absoluto, si nos aseguramos de que estén completamente libres de interferencias externas, ya no necesitaremos permitir una comunicación fuerte entre ellos para lograr el objetivo de prevenir interferencias y suprimir EMI.
Cómo asegurar un buen aislamiento y protección de las líneas diferenciales? Aumentar la distancia de otras líneas de señal es uno de los métodos más básicos. La energía del campo electromagnético disminuye según la relación cuadrática de la distancia. Cuando la distancia total entre las líneas es 4 veces el ancho de la línea, la interferencia entre ellas es muy débil. básicamente ser ignorado.
Además, el aislamiento a través del plano de tierra también puede jugar un buen papel de blindaje.Esta estructura se usa a menudo en el diseño de PCB de paquete IC de alta frecuencia (por encima de 10G).Se denomina estructura CPW, que puede garantizar un estricto control de impedancia diferencial.